Пружина

___Главный механик нашей компании “ТехноИнжениринг.РФ” пишет для повышения квалификации специалистов машиностроительного управления: 
___Пружина — это упругий элемент механизма, предназначенный для накапливания или поглощения механической энергии. Пружина может быть изготовлена из любого материала, имеющего достаточно высокие прочностные и упругие свойства (сталь, пластмасса, дерево, фанера и даже картон). Стальные пружины общего назначения изготавливают из высокоуглеродистых сталей (У9А-У12А, 65, 70), легированных марганцем, кремнием или ванадием (65Г, 60С2А, 65С2ВА). Для пружин, работающих в агрессивных средах, применяют нержавеющую сталь (12Х18Н10Т), бериллиевую бронзу (БрБ-2), кремнемарганцевую бронзу (БрКМц3-1), оловянноцинковую бронзу (БрОЦ-4-3), титановые и никелевые сплавы. Небольшие пружины можно навивать из готовой проволоки, в то время как мощные изготавливаются из отожжённой стали и закаляются уже после формовки. Разные типы пружин широко применяются в конструкции самых разных механизмах и приборах. В сложных механизмах и агрегатах количество пружинных элементов может исчисляться сотнями и каждый из них выполняет сложные функции. Пружины используются как элемент измерительных приборов, двигателей, находят применение в устройствах, предназначенных для амортизации и виброизоляции, обеспечивают перемещения подвижных элементов кулачковых механизмов и клапанов, необходимую силу сжатия и натяжения в тормозных элементах, муфтах. При внешней простоте конструкции пружины представляют собой ответственные детали, требующие сложных расчетов при разработке и высокой точности изготовления. Пружины классифицируют по характеристикам жесткости, типу нагрузки и особенностям конструкции. По типу нагрузки различают пружины изгиба, сжатия, растяжения и кручения. Но наиболее распространённой сегодня является пружина сжатия купить которую можно в любом магазине, надо только грамотно подобрать параметры.
___В зависимости от исполненной конструкции пружины могут быть витые конические – такие применяются в качестве амортизаторов, и витые цилиндрические – винтовые, например в степлерах или дыроколах. Пластинчатые используются как рессоры, а спиральные в механических часах. Пружины тарельчатые применяются при приложении значительной силы, но малой деформации, например в подъемных кранах. Кроме того есть плоские и торсионные разновидности этих изделий. Витые цилиндрические и конические пружины имеют такие свойства, как: диаметр проволоки; количество витков и их шаг; предельно воспринимаемая нагрузка; усталостные показатели прочности; общий диаметр. 
___Под термином усталостной прочности подразумевают способность витой пружины не разрушаться (накапливать микротрещины) под действием регулярных циклических нагрузок. Эта величина имеет свой предел, определенный для каждого конкретного материала. С точки зрения классической физики, пружину можно рассматривать как устройство, накапливающее потенциальную энергию путём изменения расстояния между атомами эластичного материала. В теории упругости законом Гука установлено, что растяжение эластичного стержня пропорционально приложенной к нему силе, направленной вдоль его оси. В реальности этот закон выполняется не точно, а только при малых растяжениях и сжатиях. Если напряжение превышает определённый предел (предел текучести) в материале наступают необратимые нарушения его структуры, и деталь разрушается или получает необратимую деформацию. Следует отметить, что многие реальные материалы не имеют чётко обозначенного предела текучести, и закон Гука к ним неприменим. В таком случае, для материала устанавливается условный предел текучести. Витые металлические пружины преобразуют деформацию сжатия/растяжения пружины в деформацию кручения материала из которого она изготовлена, и наоборот, деформацию кручения пружины в деформацию растяжения и изгиба металла, многократно усиливая коэффициент упругости за счёт увеличения длины проволоки противостоящей внешнему воздействию.
___Технологический процесс изготовления пружин больших размеров включает следующие операции: горячую навивку; разводку витков на заданный шаг; закалку; отпуск; шлифовку торцов; очистку. При механизированном производстве пружин можно совместить нагрев под навивку и закалку. Основная трудность при изготовлении пружин — предупреждение коробления при закалке. С этой целью применяют оправки. При изготовлении пружин небольших размеров оправку применяют при отпуске. Если: такая пружина при закалке покоробилась, то при насаживании на оправку перед отпуском она выпрямляется, и в условиях нагрева при отпуске размеры ее фиксируются по оправке. Пружину больших размеров, покоробленную при закалке, трудно зафиксировать на оправке перед отпуском. В таких случаях следует производить закалку на оправке. Однако при этом конструкция оправки должна обеспечивать достаточно полный доступ закалочной жидкости к пружине. Производство пружин начинается с контроля исходного материала, который может быть предварительно термообработанным или прокалённым. Пружины, для изготовления которых требуются пруты переменного диаметра из сортовой стали, подвергаются механической обработке. После холодной намотки прокалённого материала пружины подвергаются термической обработке. Процесс состоит из равномерного нагревания пружин до 850…900°C при одновременном прохождении сквозь большую печь. Горячие пружины закаляются с опусканием в масло, но это делает сталь ломкой и неупругой. При обработке в следующей печи при температуре 400°С сталь опять становится вязкой и восстанавливает упругость. Пружины, подвергнутые нагреву при намотке, не требуют обработки высокими температурами — для них используется только этап в малой печи при температуре 400°С.
___Цилиндрические пружины нагревают в горизонтальном положении. Для предупреждения коробления при нагреве на поду печи располагают швеллерные балки, на которые укладывают пружины. Для закалки пружин сжатия применяют приспособление, представляющее собой стальной стакан (внутренний диаметр которого на 0,3-0,4 мм больше наружного диаметра пружины, а высота на 10-12 мм больше высоты пружины) с отверстием в дне, равным среднему диаметру пружины. В приспособление помещают пружину и загружают его в печь. После нагрева до заданной температуры и выдержки приспособление вместе с пружиной вынимают из печи и охлаждают в масле (в горизонтальном положении при непрерывном покачивании). Закаленную пружину выталкивают из приспособления, нажимая на нее со стороны отверстия в стакане. Коробление пружины, полученное при закалке, можно устранить при отпуске. Закаленную пружину надевают на оправку и зажимают клином. В таком состоянии осуществляют отпуск пружины. После отпуска на оправке коробление пружины, полученное при закалке, устраняется. Для получения необходимой твердости и правильной формы тонкие пластинчатые пружины для устранения возникшего при закалке коробления подвергают отпуску в штампах на прессе с электроподогревом. Пресс имеет два штампа — нижний и верхний. Внутри штампов находятся стальные диски с пазами. Нихромовые нагревательные элементы с жаростойкой изоляцией размещены в пазах дисков. Концы нагревателей выведены из штампов к щиту управления. Для теплостойкости штампы заключены в кожухи с асбестовой теплоизоляцией. Нижний штамп неподвижный. Верхний штамп с помощью пневмоцилиндра, управляемого краном, может перемещаться в осевом направлении. Контроль температуры осуществляется термопарой. Закаленные пружины помещают на нижний штамп, прижимают верхним штампом и выдерживают в течение нескольких минут при температуре отпуска.
___ 
___________________________________________
P.S.
___Уважаемый читатель!!! Уверен, что эта интересная информация будет очень полезна для Вас, избавив от множества проблем в повседневной жизни. В знак благодарности, прошу Вас поощрить скромного автора незначительной суммой денег.
___Конечно, Вы можете этого и не делать. В то же время подмечено, что в жизни есть баланс. Если сделать кому-то добро, то оно вернётся к Вам через определённое время в несколько большем количестве. А если сделать человеку зло, то оно возвращается в очень скором времени и значительно большим.
___Предлагаю сделать свой посильный вклад (сумму можно менять):
___
____________________________________________
Запись опубликована в рубрике 6. Машиностроение и металлообработка с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *